高层建筑中的钢管混凝土柱及其节点_pdf.
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钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接结构及施工方法范本一:一、引言本文档旨在介绍钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接结构及施工方法。
通过对连接结构的详细介绍和施工方法的描述,旨在提供相关工程人员在实际施工过程中的参考和指导。
二、连接结构的选用1. 钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁连接结构的分类和特点2. 连接结构的选用原则3. 常用的连接结构类型及其适用范围三、连接结构的设计1. 连接结构的设计原则2. 连接结构的计算方法3. 连接结构的设计要点四、连接结构的施工方法1. 施工前的准备工作2. 连接结构的施工步骤3. 施工中需要注意的问题五、质量控制1. 施工过程中的质量控制要点2. 连接结构的检验和验收标准3. 常见的质量问题及处理方法六、安全施工1. 施工过程中的安全事项2. 防止事故的措施3. 事故处理和应急措施七、工程案例分析1. 工程案例的情况介绍2. 工程案例中连接结构的施工过程和经验总结3. 工程案例中出现的问题及解决方法八、附件附件一:连接结构的技术图纸附件二:施工工艺流程图附件三:材料和设备清单九、法律名词及注释1. 法律名词解释一2. 法律名词解释二3. 法律名词解释三范本二:一、引言本文档旨在介绍钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接结构及施工方法。
通过对连接结构的详细介绍和施工方法的描述,旨在提供相关工程人员在实际施工过程中的参考和指导。
二、连接结构的分类与特点1. 钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁连接结构的分类2. 不同连接结构的特点及适用范围三、连接结构的选用原则1. 连接结构选用原则的重要性2. 连接结构选用原则的具体内容四、连接结构的设计要点1. 连接结构设计前的准备工作2. 连接结构设计的主要考虑因素3. 连接结构设计的具体方法和步骤五、连接结构的施工方法1. 连接结构施工前的准备工作2. 连接结构施工的主要步骤3. 连接结构施工中需要注意的问题六、质量控制1. 连接结构施工过程中的质量控制要点2. 连接结构的检验和验收标准3. 常见的质量问题及处理方法七、安全施工1. 连接结构施工过程中的安全事项2. 防止事故的措施和应急措施八、案例分析1. 工程案例的情况介绍2. 案例中连接结构的施工过程和经验总结3. 案例中出现的问题及解决方法九、附件附件一:连接结构的技术图纸附件二:施工工艺流程图附件三:材料和设备清单十、法律名词及注释1. 法律名词解释一2. 法律名词解释二3. 法律名词解释三。
高层建筑施工工法(钢管混凝土柱高层建筑节点施工工法)一. 简介本文档介绍了钢管混凝土柱高层建筑节点施工工法,旨在提供一种简单且无法律复杂性的解决方案。
二. 背景高层建筑施工中,节点施工是一个关键的环节。
特别是钢管混凝土柱的节点施工,对结构的稳定性和安全性有重要影响。
因此,采用合适的施工工法至关重要。
三. 施工工法1. 材料准备在施工前,需要准备以下材料:- 钢管:选用高质量的钢管,具备足够的强度和稳定性。
- 混凝土:选择优质的混凝土,满足强度和耐久性要求。
- 连接件:采用合适的连接件,确保节点的牢固性和稳定性。
2. 施工步骤以下是钢管混凝土柱高层建筑节点施工的主要步骤:1. 准备工作:清理节点周围的杂物,确保施工场地清洁。
2. 钢管安装:根据设计要求,将钢管垂直安装在指定位置,使用支撑物保持稳定。
3. 支模搭设:根据节点的形状和尺寸,搭建合适的支模,固定在钢管上。
4. 钢筋布置:按照设计的钢筋布置图,将钢筋按要求放置在节点内部,并使用绑扎工具进行固定。
5. 混凝土浇筑:在钢筋布置完成后,进行混凝土浇筑,保证浇筑均匀且充实。
6. 养护:完成浇筑后,对节点进行适当的养护,确保混凝土的强度和稳定性。
四. 注意事项在进行钢管混凝土柱高层建筑节点施工时,需要注意以下事项:- 确保施工人员具备相关技术和经验,能够正确操作和执行施工工法。
- 严格按照设计和施工规范进行施工,确保节点的质量和安全性。
- 在施工过程中,定期检查和监测节点的施工质量,及时发现和解决问题。
五. 总结钢管混凝土柱高层建筑节点施工工法是一项关键的施工环节。
通过合适的材料准备和施工步骤,可以确保节点的稳定性和安全性。
在实施施工时,需要注意相关事项,并保证施工质量符合设计和规范要求。
以上是关于钢管混凝土柱高层建筑节点施工工法的简要介绍,希望对您有所帮助。
钢管混凝土柱节点域一、前言钢管混凝土柱是一种结构形式,它是由钢管和混凝土组成的。
在建筑结构中,钢管混凝土柱常用于高层建筑中。
节点域是指连接钢管和混凝土的部分。
在本文中,将详细介绍钢管混凝土柱节点域的相关内容。
二、钢管混凝土柱节点域的概述1. 节点域的定义节点域是指连接钢管和混凝土的部分。
在钢管混凝土柱中,节点域是非常重要的部分,它关系到整个结构体系的安全性能。
2. 节点域的分类根据节点形式和连接方式不同,节点可以分为刚性连接和半刚性连接两种类型。
其中,刚性连接包括焊接、螺栓连接等;半刚性连接包括粘接、夹紧等。
3. 节点域设计原则(1)保证节点强度:节点应该具有足够强度承受荷载;(2)保证节点刚度:节点应该具有足够刚度抵抗变形;(3)保证节点耐久性:应该考虑到环境因素对节点的影响,如腐蚀、湿度等。
三、钢管混凝土柱节点域的设计1. 节点域的构造形式钢管混凝土柱节点域的构造形式有多种。
其中,常见的有以下几种:(1)套筒式节点:钢管和混凝土之间采用套筒连接,套筒内填充混凝土;(2)插接式节点:钢管和混凝土之间采用插接方式连接;(3)焊接式节点:钢管和混凝土之间采用焊接方式连接。
2. 节点域的设计要点(1)确定节点类型:根据实际情况选择刚性连接或半刚性连接;(2)确定节点构造形式:根据实际情况选择套筒式、插接式或焊接式等;(3)确定节点尺寸:根据荷载大小和结构要求确定节点尺寸;(4)考虑防腐措施:对于暴露在外的部分应该进行防腐处理。
3. 节点域设计实例以套筒式节点为例,其具体步骤如下:(1)确定钢管和混凝土的尺寸;(2)确定套筒的尺寸,套筒长度应该略大于钢管和混凝土的长度之和;(3)在钢管和混凝土上分别开孔,孔径应该略小于套筒的外径;(4)将套筒插入钢管和混凝土中,同时在套筒内部灌注混凝土;(5)在节点处进行加固处理,如加强筋等。
四、节点域的施工要点1. 节点域施工前的准备工作(1)制定施工方案:根据设计要求制定详细的施工方案;(2)检查材料:对钢管、混凝土、连接件等材料进行检查,确保质量合格;(3)清理现场:清理施工现场,确保安全有序。
试论某高层建筑钢管混凝土梁柱节点设计摘要:本文根据某高层建筑为工程案例,主要针对钢管混凝土梁柱的节点设计进行阐述,通过合理设计,高层建筑采用钢管混凝土柱可取得较可观的经济效益。
关键词:高层建筑;钢管混凝土柱;梁柱节点Abstract: in this paper, according to a high-rise building for project cases, mainly in steel tube concrete beam-column node design is expounded, through the reasonable design, high building the concrete-filled steel tube column can be achieved considerable economic benefit.Keywords: high building; Concrete-filled steel tube column; Beam-column joints一、项目概况本项目包括住宅、办公、酒店、商场等。
地下2层,最大深度10.6m,裙楼为4层,局部5层,裙楼天面高度为20.5m。
本工程为带转换层、多塔双重复杂高层建筑。
结构布置利用建筑楼梯间、电梯间、设备间设置剪力墙筒体,核心筒贯通建筑物全高。
在转换层以上,竖向构件采用一般剪力墙,由于建筑使用要求,转换层以下墙体收为框支柱,根据建筑布局,转换层以下另外布置一些落地剪力墙,满足转换层上下层侧向刚度比的要求。
转换层混凝土强度等级为C50,采用主次梁转换形式,转换主梁尺寸主要为1200×2000 型钢混凝土梁,部分荷载较大者为1200×2500型钢混凝土梁。
对于框支柱设计,设计阶段考虑了两种方案。
方案一: 采用型钢混凝土柱: 截面尺寸主要为1200×1200,混凝土强度等级为C60。
高层建筑钢管混凝土柱施工技术及质量控制摘要:钢管混凝土柱在高层建筑工程施工中的科学运用,可使整个建筑结构性能效果良好,所用的钢材与混凝土,可满足高层建筑对结构承受力的要求,且浇筑、焊接等施工技术简单、施工成本低,具有很好的可行性及应用性。
以某地高层建筑施工为例,对钢管混凝土柱施工中运用的施工技术与质量控制对策进行了论述,以期作为高层建筑施工中的参考。
关键词:高层建筑;钢管混凝土柱;施工技术;质量控制1钢管混凝土结构的技术特点1.1 承载力高钢管与混凝土的结合解决了钢管受压能力差的问题,在建筑中运用钢管混凝土可使得建筑物承载力由单向受力变为三向受力,在满足结构变形的同时还能满足强度要求,钢管内由于填充了密实的混凝土,从而避免了钢管结构不稳现象,增加了钢管的稳固性。
两种材料的结合使得钢管混凝土的承受能力更强,远远高于两种材料单独承受的压力。
1.2 抗震性能好混凝土与钢管的结合形成钢管混凝土,增强了其承受力和弹性性能。
在受力破坏时可以极大地发挥钢管的弹性性能,与混凝土和钢结构相比,其具有较好的抗震性能。
当钢管混凝土应用于高层建筑时,其安全性能较钢结构与混凝土的结构更好。
1.3 构造简单且施工方便与钢筋混凝土柱相比,钢管混凝土无需使用模板,这也就减少了模板安装和拆卸步骤,且在钢管内无需使用钢筋固定,这在很大程度上为建筑施工带来了较大便利。
特别是目前具有专门的泵送设备,可以将钢管和混凝土快速结合,为施工进度提供了保障。
钢管混凝土技术不仅在施工上更加方便,构造的施工过程也简单,这就有利于施工人员的操作[1]。
同时,由于钢管构件自重小,可以大大节省运输和吊装的费用。
另外,与普通的钢柱相比较,钢管混凝土不需要柱脚支撑,可以直接插入杯口进行操作,省时又省力。
2高层建筑钢管混凝土柱施工技术要点2.1 制作技术钢管柱通常由工厂制作,在工厂质量检验合格后,运输至施工现场,然后进行各个构件的组装和焊接。
2.1.1 主筒制作(1)钢板进入工厂前,需对其进行质量检验,确定合格后才可用于主筒制作;(2)清洁好钢板,进行下料,切割时应预留一定的余量。
高层建筑中钢骨—钢管混凝土组合柱与梁的连结节点处理殷博【摘要】大量的震害表明,建筑物会否倒塌在很大程度上取决于柱的设计,特别是随着高层建筑和大跨结构的发展,柱的轴力越来越大,柱不但需要很高的承载力而且需要较好的延性以防止建筑在大震情况下倒塌。
文章在总结国内外文献的基础上,研究和分析了几种重载柱,重点研究了钢骨-钢管混凝土组合柱与钢梁或混凝土梁的联结方式,为实际应用提供参考。
【期刊名称】《安徽建筑》【年(卷),期】2012(019)001【总页数】4页(P195-197,150)【关键词】钢骨—钢管混凝土组合柱;承载力;高层建筑;梁柱节点【作者】殷博【作者单位】安徽水利开发股份有限公司,安徽蚌埠233000【正文语种】中文【中图分类】TU375.31 概述随着建筑结构向更高、跨度更大、荷载更重的方向发展,建筑物中的柱子承受越来越大的荷载。
通过对地震灾害的调查,人们认识到建筑物承重柱的设计是关系到建筑物在大震下能否倒塌的关键,特别是在高轴压力作用下,柱子不但要有足够的强度而且应有较好的延性。
如果采用普通钢筋混凝土柱,柱子的截面往往非常大,这不但占用较多建筑物的使用空间,而且会使柱子的剪跨比较小,形成不利于抗震的短柱。
若采用高强混凝土柱,可以在一定程度上减小柱子的截面面积、增大使用空间,但高强混凝土受压时脆性高、延性很差,并且高强混凝土的脆性随着强度提高而愈益严重。
为了克服高强混凝土延性差的弱点,需采用较复杂的箍筋形式来增强对高强混凝土的约束力。
而近来的试验表明,用箍筋约束的高强混凝土柱,虽然己经用了很高的配箍率,但在较高的轴压比下仍不能达到普通混凝土柱所具有的抗震延性。
钢-混凝土组合结构正得到国内外学者的密切关注,在钢-混凝土组合结构中,由于两种不同性质的材料扬长避短,各自发挥其特长,因此具有一系列的优点。
高层建筑中常见的钢-混凝土组合柱有钢骨混凝土柱和钢管混凝土柱。
研究结果表明,由型钢与混凝土组合成的柱子具有较高的承载力、良好的延性。
钢管混凝土柱环梁节点及其应用本文介绍了钢管商品混凝土柱环梁节点的构造和基本受力机理。
通过合理设计,环梁节点能有效地传递框架梁端的剪力和弯矩,具有良好的变形能力和耗能能力,可以实现“强节点、弱构件”的抗震概念设计。
简要介绍了环梁节点的设计方法及其在房屋建筑中的应用。
一、引言钢管商品混凝土柱作为一种性能优异的结构构件,与钢筋商品混凝土柱和钢柱相比,在许多方面有突出的优点。
目前,用于我国房屋建筑中的钢管商品混凝土柱与商品混凝土梁连接节点的主要形式有:上下环板牛腿式、双梁式、梁端局部加宽式、对穿暗牛腿式、穿心钢筋暗牛腿式、暗牛腿-环梁组合节点、钢筋商品混凝土环梁节点等。
这些节点形式各有优越性和不足,都已有一定的试验研究。
二、环梁节点的构造形式及特点钢筋商品混凝土环梁节点的构造形式是在环梁高度范围内,沿钢管壁贴焊一道(或两道)钢筋作为抗剪环。
抗剪环为通过连续的双面焊缝牢固焊于钢管壁上的闭合钢筋环或闭合带钢环。
钢筋直径d或带钢厚度b一般在20-30mm左右。
抗剪环与环形牛腿一样,实为钢管柱的环形凸缘(法兰盘)。
基于与环形牛腿同样的考虑,沿抗剪环需设置与楼盖结构等厚的闭合商品混凝土环梁或与之相当的商品混凝土托盘,与钢管柱紧密箍抱,楼盖粱的纵筋则锚固于环梁内,借助环梁传递弯矩。
该节点节点无需穿心构件;钢管内、外无需设置加劲环,不影响钢管内商品混凝土浇注;环梁箍筋无方向性,便于与任意角度的商品混凝土梁连接。
三、环梁节点的受力机理1、梁端剪力传递框架梁梁端剪力主要通过三个途径传递给钢管商品混凝土柱:(1)通过环梁商品混凝土与抗剪环接触面的局部承压作用力将剪力由环梁传递到抗剪环上,并通过抗剪环与钢管间的焊缝将剪力传递到钢管上。
由于抗剪环钢筋直径一般不大,由剪力引起的对钢管壁的局部弯矩很小。
由于焊缝作用力可以保证,设计时以抗剪环的作用力为主进行抗剪验算。
(2)环梁商品混凝土与钢管之间的粘结作用。
粘结作用力虽然很大,但在地震作用下难以保证,一般不予考虑,仅作为安全储备。
超高层建筑中钢管混凝土柱-环梁节点施工技术摘要:钢筋混凝土(RC)环梁是一种钢筋混凝土梁和钢管混凝土柱的连接构件,改变传统做法,采用环梁节点避免了钢管柱上开孔穿筋,不影响混凝土浇筑,施工效率高,整体受力好,质量可靠,且节省了成本,已被成功应用于部分超高层建筑中。
本人结合佛山市京华广场6座工程实践,详细介绍钢管混凝土柱-RC环梁节点的施工关键技术。
实践证明,该施工工艺流程有效可行,且具有良好的社会与经济效益。
关键词:超高层建筑;钢筋混凝土环梁;钢管混凝土柱;节点构造;施工技术钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)环梁是一种较为新型的钢筋混凝土梁和钢管混凝土柱(steel tube confined concrete,STCC)的连接构件,具有传力路径较好(环梁节点通过钢管柱外围一圈钢筋混凝土环梁传递弯矩,在环梁与钢管接触面处紧贴钢管外表面焊接抗剪环箍,用以传递梁端剪力)、制作简单、安装方便和不影响其他施工等特点,在部分超高层钢管混凝土建筑中得到了运用。
若按传统节点做法,框架梁钢筋穿过钢管柱时需在钢管柱上开孔,该做法不仅会削弱柱的承载力且施工难度大,且质量难以保证。
佛山市京华广场6座工程采用环梁节点,无须在钢管壁上开孔穿筋,不影响混凝土浇筑,施工方便、质量可靠且可节省成本。
本文结合京华广场6座工程对钢管混凝土柱-RC环梁节点的施工工法进行了探讨。
1、工程概况佛山市京华广场项目位于佛山市南海区桂城街道金融B区B30地块、海八路北侧,中央大街以南,是集商业、办公为一体的大型综合项目。
6座建设规模和主要设计情况:地上50层,地下3层,总建筑面积152657.35m2,建筑高度216m,结构体系为钢管混凝土柱+钢筋混凝土核心筒结构体系,主要采用的节点为RC环梁连接的钢管混凝土柱-RC梁框架(STCC-RC环梁节点)。
2、环梁节点施工技术佛山市京华广场6座工程项目的结构体系为钢管混凝土柱+钢筋混凝土核心筒体结构体系,主要采用的节点为STCC-RC环梁节点,现场实例(图1)。
钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接节点及其施工方法范本一:一、引言1.1 目的和范围1.2 文档结构二、钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接节点介绍2.1 节点的作用2.2 节点的分类2.2.1 传力节点2.2.2 刚性节点2.2.3 连接节点2.3 节点参数要求2.3.1 承载力要求2.3.2 刚度要求三、常用的连接节点形式3.1 套筒式连接节点3.2 焊接式连接节点3.3 螺栓式连接节点3.4 内嵌式连接节点四、套筒式连接节点的施工方法4.1 施工工艺流程4.2 构造预留孔洞4.3 安装套筒4.4 浇筑混凝土4.5 后续处理五、焊接式连接节点的施工方法5.1 施工准备5.1.1 材料准备5.1.2 工具准备5.2 薄板切割及制备工作5.3 焊接前的准备工作5.4 焊接操作步骤5.5 焊接质量控制六、螺栓式连接节点的施工方法6.1 螺栓的选取与准备6.2 柱子和梁的准备工作6.3 螺栓安装6.4 扭矩拧紧螺栓6.5 后续处理七、内嵌式连接节点的施工方法7.1 用于柱子的内嵌式连接节点 7.2 用于梁的内嵌式连接节点 7.3 施工工艺流程7.4 后续处理八、附件8.1 施工图纸8.2 结构计算书8.3 产品说明书九、法律名词及注释9.1 土建法律名词9.2 结构工程法律名词9.3 焊接法律名词9.4 混凝土法律名词------------------------------------------------------------------------------范本二:一、引言1.1 目的和范围1.2 文档结构二、钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接节点介绍2.1 节点的作用2.2 节点的分类2.2.1 直接连接节点2.2.2 筒束连接节点2.2.3 钢板剪力连接节点2.3 节点参数要求2.3.1 承载力要求2.3.2 刚度要求三、直接连接节点的施工方法3.1 施工准备3.1.1 材料准备3.1.2 工具准备3.2 钢管柱准备工作3.3 钢梁准备工作3.4 连接材料选取与安装 3.5 混凝土浇筑3.6 后续处理四、筒束连接节点的施工方法4.1 施工准备4.1.1 材料准备4.1.2 工具准备4.2 钢管柱准备工作4.3 钢梁准备工作4.4 连接材料选取与安装4.5 筒束制作及电焊施工4.6 混凝土浇筑4.7 后续处理五、钢板剪力连接节点的施工方法5.1 施工准备5.1.1 材料准备5.1.2 工具准备5.2 钢板准备5.3 钢柱准备5.4 连接材料选取与安装5.5 钢板剪力连接施工5.6 混凝土浇筑5.7 后续处理六、附件6.1 结构设计图纸6.2 施工计划书6.3 材料清单七、法律名词及注释7.1 土建法律名词7.2 结构工程法律名词 7.3 施工法律名词7.4 混凝土施工法律名词。
第"期!##!年"月广东土木与建筑/012/342/156789:6905:68;8<:2/82::582/2>?"=12!##!高层建筑中的钢管混凝土柱及其节点容柏生,广东省建筑设计研究院摘广州%!--!-.要:我国一些高层建筑采用了钢管混凝土柱,取得了较好的技术和经济效果。
本文主要综合介绍用于高层建筑的钢管混凝土柱及其节点的形式,供设计时参考。
关键词:高层建筑;钢管混凝土柱;钢管混凝土柱节点在高层建筑中使用钢管混凝土柱具有其特殊优"概述钢管混凝土是在钢管中填充混凝土,利用钢管点:用钢管混凝土柱代替普通钢筋混凝土柱,可以使柱截面大大缩小,而且可以提高抗震性能,方便施工等;利用钢管混凝土柱代替钢结构中的钢柱,可以减少用钢量,加强结构刚度;在高层建筑多层地下室的逆作法施工中,它更充当重要的角色。
广州市的好世界广场大厦(##层,图!$),新中国大厦(%&层,图!’),合银大厦(("层,图!)),深圳的赛格广场(*"层,图等大型高层建筑,都以不同的形式采用了钢管混!+)凝土柱,部分还将之构成内框筒或用于逆作法建造多层地下室,在技术上和经济上均取得很好的效果。
对填心混凝土的套箍作用,使核芯混凝土受纵向压力时处于三向受力状态,从而提高其轴向抗压能力。
钢管混凝土结构除强度高外,还有重量轻、延性好、[!]耐疲劳和冲击、省料和施工方便等优点。
由于钢管混凝土结构具有上述优点,因此在民用和工业建筑、桥梁和地铁等工程中得到广泛的应用。
近年来,随着我国高层建筑的发展,利用钢管混凝土作为其主要承重柱的也逐渐增多。
!好世界广场大厦"新中国大厦图"$合银大厦#赛格广场采用钢管混凝土柱的高层建筑高层建筑中使用的钢管混凝土柱主要是圆形截面的,但有时也会采用其他截面型式而形成异型柱。
我国对圆形截面钢管混凝土柱已有深入的系统研究[!,",#]和实践经验,而对异型截面柱的研究则比较少,的节点形式,为在高层建筑中推广应用钢管混凝土柱提供了更广阔的空间。
高层建筑中的钢管混凝土柱及其节点摘要:我国一些高层建筑采用了钢管混凝土柱,取得了较好的技术和经济效果。
本文主要综合介绍用于高层建筑的钢管混凝土柱及其节点的形式,供设计时参考。
关键词:高层建筑;钢管混凝土柱;钢管混凝土柱节点在高层建筑中使用钢管混凝土柱具有其特殊优"概述钢管混凝土是在钢管中填充混凝土,利用钢管点:用钢管混凝土柱代替普通钢筋混凝土柱,可以使柱截面大大缩小,而且可以提高抗震性能,方便施工等;利用钢管混凝土柱代替钢结构中的钢柱,可以减少用钢量,加强结构刚度;在高层建筑多层地下室的逆作法施工中,它更充当重要的角色。
广州市的好世界广场大厦(##层,图!$),新中国大厦(%&层,图!’),合银大厦(("层,图!)),深圳的赛格广场(*"层,图等大型高层建筑,都以不同的形式采用了钢管混!+)凝土柱,部分还将之构成内框筒或用于逆作法建造多层地下室,在技术上和经济上均取得很好的效果。
对填心混凝土的套箍作用,使核芯混凝土受纵向压力时处于三向受力状态,从而提高其轴向抗压能力。
钢管混凝土结构除强度高外,还有重量轻、延性好、[!]耐疲劳和冲击、省料和施工方便等优点。
由于钢管混凝土结构具有上述优点,因此在民用和工业建筑、桥梁和地铁等工程中得到广泛的应用。
近年来,随着我国高层建筑的发展,利用钢管混凝土作为其主要承重柱的也逐渐增多。
!好世界广场大厦"新中国大厦图"$合银大厦#赛格广场采用钢管混凝土柱的高层建筑高层建筑中使用的钢管混凝土柱主要是圆形截面的,但有时也会采用其他截面型式而形成异型柱。
我国对圆形截面钢管混凝土柱已有深入的系统研究[!,",#]和实践经验,而对异型截面柱的研究则比较少,的节点形式,为在高层建筑中推广应用钢管混凝土柱提供了更广阔的空间。
本文主要就高层建筑中所采用的钢管混凝土柱及其节点的形式和应用作一扼要的综合介绍。
应用也还不很多。
钢管混凝土柱与楼盖连结的节点,是实际应用中的一个重要部分。
当它与钢结构楼盖连结时,构造比较简单,但与钢筋混凝土楼盖连结时则比较复杂,甚至影响了对它的使用,因此不少单位开展了这方面的研究,并已取得了可观的成果,提出了多种多样我国在改革开放以来,高层建筑在数量上不断增加,高度也不断加高,而建造高层建筑大多数采用钢筋混凝土结构,结构自重很大,!钢管混凝土柱!""!年#月第#期容柏生:高层建筑中的钢管混凝土柱及其节点1@A!""!AB)#加,柱的轴压力就越大,加上抗震设防的需要,为保证构件的延性,有关规范对钢筋混凝土柱均有控制轴压比(!"!#$")的要求,同时混凝土的强度等级只做到#$"或再高一些,所以柱的截面很大,甚至达到了占用过大使用面积,影响建筑功能和观感的地步。
为了解决这一矛盾,结构设计中开始使用钢管混凝土柱来代替普通钢筋混凝土柱,由于其承载力高,柱的截面就可以大大缩小。
例如原来截面为%&’%&的钢筋混凝土方柱,可以用直径为()$&或者更小的钢管混凝土圆柱来代替,加上钢管混凝土柱的延性好,对抗震更为有利,因而效果十分显著。
此外,钢管(包括节点构造部分)可以在工厂预制,质量更有保证。
在施工中还可以省去钢筋和模板的安装,安装好的钢管又可以兼作楼盖模板的支承,使施工得到简化和加速。
因此,高度较大的高层建筑很多都采用钢管混凝土柱。
钢管混凝土柱的另一重要用途是用于多层地下室的逆作法施工。
高层建筑通常都带有地下室,随着建筑高度的增加,由于各种需要,地下室的层数一般都有%、*层或者更多。
地下室的施工难度较大(主要是基坑开挖及支护结构)且工期长,影响建筑物投入使用的时间。
为缩短建设周期,地下室采用逆作法施工是很有效的办法。
但多层地下室的逆作法施工,关键是如何先构筑成支承上部结构的临时竖向构件,这时钢管混凝土柱就成为主要角色,当根据柱位用冲、钻或挖孔的方法做成柱基础后,就可以直接把预制好的相应于地下室深度的整根钢管(包括支承地下室各层楼盖的节点)吊装就位,即成为既是建造上部结构的临时性也是以后永久性的支柱。
之后就一边往下逐层施工地下室,一边往上逐层施工上部结构,完全省去了整个地下室的施工期。
广州新中国大厦有+层地下室,采用上述方法施工,当地下室施工完毕时,上部结构已施工到%"层,缩短工期达半年之多[,]。
钢管混凝土柱的截面形式以圆形为主,但由于建筑设计或者结构上的需要,有时也有必要采用其他型式的截面如方形、矩形、-形或.形等的异形柱。
此外,随着工程的实践,还发展了一些变种的柱。
下面把已成功应用于实际工程的各种不同类型的钢管混凝土柱作一简单的叙述。
%)(圆形截面柱圆形截面钢管混凝土柱是最基本也是应用最多的形式。
根据约束混凝土的受力机理,环形截面的钢均匀的向心力,而钢环自身在核芯混凝土的向外钢管挤压力作用下,则只有环混凝土柱向拉力(图%),因而约束效果最显著(相对也是最核芯混凝土外包经济的)。
所以在条件许钢管可时应该优先采用圆形截面柱。
对圆形截面钢管图!约束作用示意图混凝土构件的应用,我国已有*"多年的历史,特别在/"年代,开展了系统的研究,在构件的工作状态、计算理论和设计方法等方面都取得了丰硕的成果[(,%]。
在此基础上,国家建筑材料工业局于(0/0年发布了1#1"(2/0)》[3],中国工程建设标准化协会(00%年发布了《钢管混凝土结构设计与施工规程4#5#6%/70"8》[+]等。
这些规程既给出了计算方法,也提供了构造做法。
目前我国钢管混凝土柱的设计均以这些规程作为依据,通过长时间的实践,证明这些计算方法是合适的,构造做法也是得当的。
根据#5#6%/70"的规定,圆形截面钢管混凝土柱的轴向承载力设计值!9与套箍指标%有关,%的计算式为%:";&;"!&!,!9的值等于核心混凝土的承载力乘上一个提高系数((<!<!),规程要求套箍指标%限制在")*=*)"之间,按此计算,当不考虑细长比和偏心率影响时,钢管混凝土柱的总承载力是核心混凝土部分承载力的()/=+),倍,大小取决于钢管的壁厚,当取钢管直径与其壁厚之比’(:,"时,则提高系数约为%)3,即钢管混凝土柱的截面仅为普通钢筋混凝土柱截面的3%>,可见对缩小柱截面的效果是十分显著的。
%)%异型截面柱钢管混凝土柱采用圆形截面虽然是最合理的,但从建筑和结构设计的需要来看?不可能千篇一律都是圆柱,总有需要用到其它截面形式的情况,如建筑平面不希望有凸出的圆弧,逆作法施工地下室时,支承筒体部分的地下支柱将来与实际筒体墙的结合需要等。
根据钢管混凝土柱的受力机理,若钢管是由钢板变形直线段组成的几何图形,由于直线段钢板在核芯混凝土向外挤压时有弯曲变形,削弱了对核芯混凝土的约束作用(图*;),!《钢管混凝土结构设计与施工规程((规程建议值)还要用到#形和$形截面的柱。
为了更好地提高这类型柱的承载能力,提出了对异型截面钢管按一定间距设置拉杆以约束直线段钢板的弯曲变形,形成所谓带约束拉杆异型钢管混凝土柱[%,&(图]!’),并对这种柱进行了理论分析和构件试验。
研究结果表明[%],带约束拉杆的异型截面钢管混凝土柱,外包钢管和核芯混凝土能牢固地结合,协调变形并共同工作,由于约束拉杆对直线段钢板变形的约束,钢管对核芯混凝土能起到较好的约束作用,使核芯混凝土的轴向承压能力得以提高,其整体轴向承载力大于钢管和核芯混凝土各自承载力的简单代数和,提高系数约在"()*)(%之间,随板件宽厚比的减小,特别是拉杆间距的减小(即加密拉杆)而增加。
上述研究结果表明:异型截面虽不如圆形截面好,但在工程有必要时还是可以采用的。
新中国大厦地下室逆作法施工中,钢筋混凝土核芯筒的地下临时支承用的就是这种柱(图+),地下室施工时补上所缺的墙段就成为完异型钢管混凝土柱整的筒体。
该建筑上部的公寓和住宅,为避免柱外凸,也采用了小型的异型柱。
不过上述应用和研究都还是初步的,对其承载力的计算方法和构造处理,尚后补钢管混凝土墙需继续探讨。
图!异型钢管混凝土柱应用示例)(!其他形式的柱利用钢管混凝土柱的优点,在工程实践中还创造了一些其他形式或作用的柱型。
介绍下面几种:!钢管混凝土核芯柱提高普通钢筋混凝土柱的混凝土强度等级是缩小柱截面的方法之一,但当提高到,&-或,.-时,由于高强混凝土脆性大,使构件延性差,轴压比控制更严,达不到缩小柱截面的效果。
为此提出了在高强混凝土柱的核心处设置直径较小的钢管混凝土芯柱力。
实践还证明,由于芯柱尺寸较小,使节点区的梁柱配筋构造相对比较简单。
"钢管混凝土叠合柱叠合柱的形式与上述的核芯柱完全一样(图%),所不同的后叠合是通过改变施工工序来改善其受力状况以达到最佳效果。
做法是:安装核芯钢管!浇灌管内混凝土!以它作为支柱安装图$叠合柱楼层模板!施工若干层楼盖(要在柱边处留后浇孔)。
当核芯柱承担的轴力达到其设计轴力的"+*"!时,浇灌外围混凝土使之叠合成整体。
这样做的目的是人为地使核芯柱承担较多的轴压力,从而降低外围混凝土的压应力水平(外围混凝土一般承担柱总轴力的"左右);核芯柱受外围钢筋混凝土部分的约束,可不考虑长细比和荷载偏心率的影响,承载能力高;外围钢筋混凝土部分承担轴力小,基本不受轴压比控制。
试验表明,叠合柱与普通钢筋混凝土柱相比,在水平力作用下,其延性系数可提高!-0*&-0。
这种柱的受力状态是合理的,用材也较省,但增加了施工的工序和难度,一般只宜用于底部的部分楼层。
#复合型钢管混凝土柱复合型钢管混凝土柱有:$在钢管混凝土柱内再布置型钢(图&1,&’),其承载力可以在原有钢管混凝土柱的基础上再得到提高,主要用于柱截面受到限制而又必须承担大荷载的情况。
%用双重钢管["&(图]&2),主要用于对已有钢管混凝土柱的补强和避免使用过厚钢板的情况。
上述各种复合形式,除特殊情况外,一般很少使用。
!钢管混凝土柱的梁柱节点钢管混凝土柱应用中,作为柱本身已经比较成熟,但除了柱自身外,还有它与楼盖的连结问题。
柱通常都直接支承楼盖的梁(主梁、框架梁、转换梁等),因此钢管混凝土柱与楼盖的连结基本上是梁柱节点问题(当钢管混凝土柱支承无梁楼盖时例外)。
这个节点应该把梁与柱在该处结合为一个整体,具有足够的刚性和强度,传递和协调被连接杆件的变形和内力,作为抗震需要,还要有足够的强度、刚度和延性,使其破坏晚于被其连结的杆件。
按照目前的做法,钢管混凝土柱是竖向贯通的,其自身的连续性和轴向力、剪力和弯矩的传递不成问题。